CN115265290B - 一种海上回收火箭封固装置 - Google Patents

Abstract

一种海上回收火箭封固装置，有方形装置平台，装置平台上固定有一个以上的可伸缩机械臂，可伸缩机械臂通过承重轴承固定在装置平台上，可伸缩机械臂的自由端连接有扶正构件。扶正构件是长方形的弧形板，弧形板上带有开合液压和转动液压，或者扶正构件是机械爪。可伸缩机械臂带有机械臂驱动模块；集成控制模块对机械臂驱动模块、车轮驱动模块、电力驱动模块进行控制。本发明在火箭降落至回收甲板后，可以迅速就位，完成火箭的封固作业；全程采用无线遥控方式，对降落到回收平台上的火箭箭体进行固定，固定好火箭箭体，以方便后续系列操作，大大提高回收火箭的安全性，大大降低回收平台返港图中发生火箭倾倒事故的风险。

Description

一种海上回收火箭封固装置

技术领域

本发明涉及海上火箭回收技术领域，具体涉及一种对降落在海上火箭回收平台上的火箭进行固定，以方便后续箭体回收封固装置。

背景技术

海上火箭回收的地点通常是在离岸较远的开敞海域，同时由于海上回收火箭过程中存在爆炸的风险，因此通常选用无人值守的浮式平台来完成此项作业。

火箭的可回收段在降落过程中，会展开自带的着陆支腿，用以缓冲降落至回收平台的冲击力并提供临时支撑。然而，由于火箭在降落过程中的不确定性，上述支腿系统可能受到损坏，存在失效的风险。同时，考虑到海上风浪的影响，在火箭降落至无人值守的回收平台后，需要使用可远程操作的封固装置迅速将其封固在回收甲板上，以防止回收平台返港过程中受风浪影响而引发火箭倾倒事故。

在当前技术条件下，在平台(船)上常用的封固方式为使用结构件限位或者将物体直接焊接在甲板上。但由于火箭降落的位置具有一定的偏差，并且降落过程中回收平台无人值守，因而上述封固方式均无法满足火箭回收作业的要求。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种海上回收火箭封固装置，旨在达到能够远程控制、自动完成对降落在海上回收平台的火箭箭体进行固定，以方便后续箭体回收的目的，其所采用的技术方案是：

一种海上回收火箭封固装置，有方形装置平台，所述装置平台上固定有多个摄像头，所述装置平台带有集成控制模块和电力驱动模块，所述装置平台的底部安装有全回转车轮，所述全回转车轮带有车轮驱动模块，所述装置平台侧壁固定有磁性固定桩。

所述装置平台上固定有一个以上的可伸缩机械臂，所述可伸缩机械臂通过承重轴承固定在所述装置平台上，所述承重轴承外部设置有保护壳体，所述承重轴承连接有旋转轴，所述旋转轴顶部固定连接有多级液压缸，所述多级液压缸的自由端连接有扶正构件。可伸缩机械臂带有旋转轴和多级液压缸。

在所述保护壳体顶部固定有大齿圈，所述大齿圈沿所述旋转轴周向设置，所述大齿圈与所述旋转轴之间存在间距，所述旋转轴外表面固定连接有电机，所述电机的电机轴与小齿圈连接，所述小齿圈与所述大齿圈齿啮合。

所述扶正构件有长方形的弧形板，所述弧形板中心与所述多级液压缸自由端连接，所述弧形板与所述多级液压钢连接处的两侧设置有开合液压，所述弧形板与所述多级液压缸连接处的下方设置有转动液压，所述开合液压的液压缸与所述多级液压缸连接，所述开合液压的液压杆与所述弧形板连接，所述转动液压的液压缸与所述多级液压缸连接，所述转动液压的液压缸与所述弧形板连接。

或者所述扶正构件有机械爪，所述机械爪与所述多级液压缸自由端连接。

所述弧形板的弧度与火箭箭体外表面弧度相适配，所述可伸缩机械臂带有机械臂驱动模块；所述集成控制模块对所述机械臂驱动模块、所述车轮驱动模块、电力驱动模块进行控制。

上述一种海上回收火箭封固装置，更进一步地，所述磁性固定桩带有上桩体和下桩体，所述上桩体固定在所述装置平台侧壁上，所述上桩体内固定有液压缸，所述液压杆固定在所述下桩体内，当所述液压杆全部缩回所述液压缸内时，所述上桩体与所述下桩体对接成一体；下桩体底部焊接有铁盒，盒内封装有钕铁硼磁铁，当下桩体下降并与回收甲板面接触时产生吸附力，将封固装置吸附在回收甲板面上。

上述一种海上回收火箭封固装置，更进一步地，所述摄像头的数量是两个，分别固定在所述装置平台同一边的两端。

上述一种海上回收火箭封固装置，更进一步地，所述摄像头将拍摄到的影像实时传送至集中控制模块，集中控制模块利用无线中继系统，通过海事卫星和VSAT卫星与服务船控制站建立通讯。

上述一种海上回收火箭封固装置，更进一步地，所述电力驱动模块带有外部充电接口。

上述一种海上回收火箭封固装置，更进一步地，所述火箭封固装置位于火箭回收平台上，所述无线中继系统设置于所述火箭回收平台内。

上述一种海上回收火箭封固装置，更进一步地，所述火箭封固装置为两个以上同时使用。火箭封固装置在使用时是多个封固装置同时使用的，以达到与箭体可夹持处的外表面相契合，多个扶正构件相连接形成一个圆，对箭体进行扶正、夹持的同时，也对箭体进行保护。火箭封固装置使用时的数量不受限制，但最少是两个同时使用。

上述一种海上回收火箭封固装置，更进一步地，所述装置平台为长方形装置平台，所述磁性固定桩位于所述装置平台的四个装置平台角处，每个装置平台角处设置有两个所述磁性固定桩，两个所述磁性固定桩形成90°夹角。

上述一种海上回收火箭封固装置，更进一步地，所述下桩体底部焊接有铁盒，所述铁盒内封装有所述钕铁硼磁铁。

上述一种海上回收火箭封固装置，更进一步地，沿所述保护壳体周向等间距设置有多个加强肘板。

本发明在火箭降落至回收甲板后，可以迅速就位，完成火箭的封固作业；全程采用无线遥控方式，对降落到回收平台上的火箭箭体进行固定，固定好火箭箭体，以方便后续系列操作，无需人工行驶船舶在回收平台附近进行作业，大大提高回收火箭的安全性，采用磁性材料装置实现与回收甲板之间的稳定封固，大大降低回收平台返港图中发生火箭倾倒事故的风险。

附图说明

图1为扶正构件是弧形板的封固装置的侧视图；

图2为图1的俯视图；

图3为大齿圈、小齿圈、旋转轴侧视结构示意图；

图4为大齿圈、小齿圈相配合的俯视结构示意图；

图5为扶正构件是机械爪的封固装置的侧视图；

图6为两个扶正构件是弧形板的封固装置协同工作示意图；

图7为扶正构件是机械爪的封固装置工作示意图；

其中：1-装置平台、2-全回转车轮、3-可伸缩机械臂、4-限位垫圈、5-磁性固定桩、6-承重轴承、7-保护壳体、8-大齿圈、9-小齿圈、10-扶正构件、11-旋转轴、12-电机、13-开合液压、14-转动液压。

具体实施方式

结合附图对本发明做进一步说明。

实施例1

如图1、2所示，一种海上回收火箭封固装置，有一个长方形装置平台，装置平台的底部安装有4个全回转车轮，四个全回转车轮分别位于装置平台的四个角处。在装置平台四角处的侧壁上，还固定有磁性固定桩，磁性固定桩带有上桩体和下桩体，上桩体固定在装置平台侧壁上，上桩体内固定有液压缸，液压杆固定在下桩体内，当液压杆全部缩回液压缸内时，上桩体与下桩体对接成一体。磁性固定桩由电力驱动，可沿垂向升降，其底部底部焊接有铁盒，盒内封装有钕铁硼磁铁，当下桩体下降并与回收甲板面接触时产生吸附力，将封固装置吸附在回收甲板上，进而利用磁力将本封固装置吸附在海上火箭回收平台的甲板上。

装置平台上表面中心处安装有可伸缩机械臂，可伸缩机械臂自由端的端部固定有扶正构件，扶正构件为长方形的弧形板，弧形板的弧度与火箭箭体外表面弧度相适配。弧形板与可伸缩机械臂自由端连接处的两侧，设置有开合液压，弧形板与可伸缩机械臂自由端连接处的下方，设置有转动液压。开合液压可帮助调整弧形板横向方向上的位置，转动液压帮助调整弧形板纵向方向上的位置，进而帮助弧形板更好的与箭体外表面贴合，进而扶住箭体。

如图3、4所示，可伸缩机械臂固定在装置平台的中心，可伸缩机械臂带有的旋转轴通过承重轴承固定，承重轴承外设置有保护壳体，保护壳体固定在装置平台上，沿保护壳体周向等间距设置有多个加强肘板，保护壳体的顶部固定有大齿圈，大齿圈套在旋转轴外，与旋转轴存在间距，旋转轴与大齿圈之间设置有限位挡圈。旋转轴顶部固定有多级液压缸，多级液压缸的自由端固定有扶正构件。旋转轴上还固定连接有小齿圈，小齿圈带有电机，电机与旋转轴固定连接，电机的电机轴与小齿圈连接，大齿圈与小齿圈齿啮合，电机轴带动小齿圈转动，小齿圈在大齿圈外运动，进而带动旋转轴旋转，旋转轴的旋转带动多级液压缸可360°旋转，进而达到扶正构件可360°旋转，在此基础上，结合转动液压和开合液压，找准位置，对箭体进行扶正封固。

装置平台设置有集中控制模块和电力驱动模块，全回转车轮带有车轮驱动模块、可伸缩机械臂带有机械臂驱动模块。集成控制模块对机械臂驱动模块、车轮驱动模块、电力驱动模块进行控制。装置平台上固定有两个摄像头，两个摄像头位于装置平台的同一边的两端，对拍摄到的影响实时传送至集中控制模块。摄像头对封固装置在工作过程中的影像进行拍摄，传送到集中控制模块后，集中控制模块利用无线中继系统，通过海事卫星和VSAT卫星与服务船控制站建立通讯，将各信号传送至封固装置操作系统中，以方便工作人员在岸边远处的控制船内看见，并结合摄像头拍摄的影响对箭体扶正工作进行操作。工作人员也通过对封固装置操作系统的操作，对装置平台的移动、可伸缩机械臂的旋转和伸缩、扶正构件的转动进行操控，保证对箭体有效封固。

全回转车轮由各自独立的车轮驱动模块分别驱动，并能够绕垂向轴360°旋转；通过车轮的之间的配合，可以使得本封固装置在水平面内沿任意方向自由移动或转动。可伸缩机械臂带有的机械臂驱动模块，可完成旋转、升降及伸缩操作。进而可以全方位转动，找准角度，对箭体进行封固，帮助箭体进行后续回收工作。

电力驱动模块带有大容量蓄电池、配电板、变流器，可满足封固操作所需的电力供应，并且还设有外部充电接口，可以通过火箭回收平台的电力系统为蓄电池充电。

工作人员在服务船控制站通过封固装置操作系统发送遥控指令，经由海上火箭回收平台的无线中继系统传递至集中控制模块，从而实现对火箭封固装置上所有设备的集中控制。

如图6所示，本发明的火箭封固装置在使用时，需两个以上数量的火箭封固装置同时使用，具体操作步骤如下：

1)火箭可回收段降落到火箭回收平台之前，操作员从平台电力系统取电，完成对所有封固装置的蓄电池充电，并降下部分磁性固定桩将所有封固装置停驻在回收甲板边缘，等待火箭降落时所有操作员撤离。

2)火箭可回收段降落到火箭回收平台之后，通过平台的无线中继系统，向所有封固装置的控制模块发送远程指令，抬起磁性固定桩，并驱动全回转车轮按照指定路线分别移动至火箭周围。

3)切换至手动操作模式，在定位摄像头的辅助下，微调所有封固装置的位置和角度，使可伸缩机械臂对正火箭中部的可夹持部位。

4)伸出所有封固装置的可伸缩机械臂，操作扶正装置从不同方向夹持住火箭中部结构，并将机械臂锁定。

5)降下所有封固装置的磁性固定桩，使之与回收甲板紧密接触，完成回收火箭的封固操作。

实施例2

根据实施例1所述的一种海上回收火箭封固装置，扶正构件还可以是机械爪，在装置平台上设置多个可伸缩机械臂，可伸缩机械臂带有的多级液压缸的自由端固定有机械爪。如图5所示，在装置平台上设置四个可伸缩机械臂，四个可伸缩机械臂分别位于装置平台四个边的中心，机械爪相对多级液压缸可360°旋转。

如图7所示，当使用带有机械爪的封固装置时，仅需一台封固装置即可，封固装置位于箭体下方，通过四个机械爪对箭体进行夹持封固。

本发明在火箭降落至回收甲板后，可以迅速就位，完成火箭的封固作业；全程采用无线遥控方式，对降落到回收平台上的火箭箭体进行固定，固定好火箭箭体，以方便后续系列操作，无需人工行驶船舶在回收平台附近进行作业，大大提高回收火箭的安全性，采用磁性材料装置实现与回收甲板之间的稳定封固，大大降低回收平台返港图中发生火箭倾倒事故的风险。

Claims (11)

1.一种海上回收火箭封固装置，其特征在于：有方形装置平台，所述装置平台上固定有多个摄像头，所述装置平台带有集成控制模块和电力驱动模块，所述装置平台的底部安装有全回转车轮，所述全回转车轮带有车轮驱动模块，所述装置平台侧壁固定有磁性固定桩；

所述装置平台上固定有一个以上的可伸缩机械臂，所述可伸缩机械臂通过承重轴承固定在所述装置平台上，所述承重轴承外部设置有保护壳体，所述承重轴承连接有旋转轴，所述旋转轴顶部固定连接有多级液压缸，所述多级液压缸的自由端连接有扶正构件；

在所述保护壳体顶部固定有大齿圈，所述大齿圈沿所述旋转轴周向设置，所述大齿圈与所述旋转轴之间存在间距，所述旋转轴外表面固定连接有电机，所述电机的电机轴与小齿圈连接，所述小齿圈与所述大齿圈齿啮合；

所述扶正构件有长方形的弧形板，所述弧形板中心与所述多级液压缸自由端连接，所述弧形板与所述多级液压缸连接处的两侧设置有开合液压，所述弧形板与所述多级液压缸连接处的下方设置有转动液压，所述开合液压的液压缸与所述多级液压缸连接，所述开合液压的液压杆与所述弧形板连接，所述转动液压的液压缸与所述多级液压缸连接，所述转动液压的液压缸与所述弧形板连接；

或者所述扶正构件有机械爪，所述机械爪与所述多级液压缸自由端连接；

所述弧形板的弧度与火箭箭体外表面弧度相适配，所述可伸缩机械臂带有机械臂驱动模块；所述集成控制模块对所述机械臂驱动模块、所述车轮驱动模块、电力驱动模块进行控制。

2.根据权利要求1所述的一种海上回收火箭封固装置，其特征在于：所述磁性固定桩带有上桩体和下桩体，所述上桩体固定在所述装置平台侧壁上，所述上桩体内固定有液压缸，所述液压杆固定在所述下桩体内，当所述液压杆全部缩回所述液压缸内时，所述上桩体与所述下桩体对接成一体，所述下桩体底部设置有钕铁硼磁铁。

3.根据权利要求1所述的一种海上回收火箭封固装置，其特征在于：所述大齿圈与所述旋转轴之间设置有限位垫圈。

4.根据权利要求1所述的一种海上回收火箭封固装置，其特征在于：所述摄像头的数量是两个，分别固定在所述装置平台同一边的两端。

5.根据权利要求1所述的一种海上回收火箭封固装置，其特征在于：所述摄像头将拍摄到的影像实时传送至集中控制模块，集中控制模块利用无线中继系统，通过海事卫星和VSAT卫星与服务船控制站建立通讯。

6.根据权利要求1所述的一种海上回收火箭封固装置，其特征在于：所述电力驱动模块带有外部充电接口。

7.根据权利要求5所述的一种海上回收火箭封固装置，其特征在于：所述火箭封固装置位于火箭回收平台上，所述无线中继系统设置于所述火箭回收平台内。

8.根据权利要求1所述的一种海上回收火箭封固装置，其特征在于：所述火箭封固装置需要两个以上同时使用。

9.根据权利要求1或2所述的一种海上回收火箭封固装置，其特征在于：所述装置平台为长方形装置平台，所述磁性固定桩位于所述装置平台的四个装置平台角处，每个装置平台角处设置有两个所述磁性固定桩，两个所述磁性固定桩形成90°夹角。

10.根据权利要求2所述的一种海上回收火箭封固装置，其特征在于：所述下桩体底部焊接有铁盒，所述铁盒内封装有所述钕铁硼磁铁。

11.根据权利要求1所述的一种海上回收火箭封固装置，其特征在于：沿所述保护壳体周向等间距设置有多个加强肘板。

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